城市生活垃圾.doc

研究性課題名稱：城市生活垃圾導 師：劉 珍課題組組長：汪燕清課題組成員：汪燕清、何 丹、蔡雪琴、蔡堯林、劉津津、劉焰虹、余能武、邵俊偉城市生活垃圾和平與發(fā)展是當今世界的兩大主題，但是隨著社會的發(fā)展、人民生活水平的日益提高，城市垃圾產(chǎn)量不斷增加，成份日趨復雜，其危害也越來越嚴重，垃圾作為世界性公害已成為全球關注的焦點。為緩解城市垃圾污染，世界各國都致力于垃圾的綜合治理和利用的研究工作。城市生活垃圾的處理有填埋、堆肥、焚燒等多種方式。發(fā)達國家處理城市固態(tài)垃圾的主要趨勢是采取焚燒法，從資源再生利用的角度看，這是一種較佳的選擇。垃圾焚燒后，體積和重量分別為原來的5%和15%，灰渣還可用于制磚或鋪路；垃圾經(jīng)過焚燒消除了有毒物質和病原體，降解絕大部分有機氯化合物，在焚燒過程中通過煙氣凈化裝置處理可防止空氣污染環(huán)境；此外，垃圾在焚燒過程中產(chǎn)生的熱量，經(jīng)回收裝置處理后，可用于供熱和發(fā)電。我國絕大多數(shù)城市的垃圾采取衛(wèi)生填埋和填埋的方式，少數(shù)城市也采用篩下物堆肥，篩上物填埋的方式，這些垃圾處理方式解決了城市垃圾短期內(nèi)的處置問題，但同時也造成了大量土地的報廢，城市地下水受到垃圾滲濾液的污染，長此下去垃圾將無地可埋。為解決這種情況，垃圾處理宜采取大型化垃圾焚燒電站和大型衛(wèi)生填埋場相結合的策略，并逐漸由現(xiàn)在的衛(wèi)生填埋為主過渡到垃圾焚燒發(fā)電為主，保留適當規(guī)模的衛(wèi)生填埋場。近年來，我國也涌現(xiàn)出了許多種垃圾焚燒爐，垃圾焚燒處理也被廣泛認可，但真正能做到垃圾處理減量化、無害化、資源化的比較少。垃圾焚燒帶來的新的污染問題受到社會各界的廣泛關注,尤其是一些土法焚燒方式和一些無污染控制手段的焚燒爐，帶來的問題比較多，其尾氣排放和灰渣處置難以達到國家標準，這并不是我國垃圾焚燒的發(fā)展方向。對現(xiàn)有垃圾處理技術去粗取精，將多種垃圾處理技術進行組合是我國垃圾處理技術發(fā)展的方向。1996年中國科學院將城市固體廢棄物的處理作為院重中之重和院特別支持項目，以研制100t/d循環(huán)流化床垃圾焚燒爐為核心，對垃圾的焚燒、預處理、尾氣凈化及控制、等技術進行攻關，于1998年研制出了適合中國垃圾特點和經(jīng)濟發(fā)展水平并達到世界先進技術水平的城市固體廢棄物焚燒設備和尾氣凈化設備，及相應的自動化控制軟、硬件。循環(huán)流化床垃圾焚燒爐采用一定粒度范圍的石英砂或爐渣作為熱載體，通過底部布風板鼓入一定壓力的空氣，將砂粒吹起、翻騰、浮動，被吹出爐膛的高溫固體顆粒通過分離器和返料器被回送到爐膛，形成了爐內(nèi)物料的平衡。流化床內(nèi)氣固流體混合強烈，燃燒反應溫度均勻，具有極好的著火條件，垃圾入爐后即和熾熱的石英砂迅速處于完全混合狀態(tài)，垃圾受到充分加熱、干燥，有利于垃圾完全燃燒。循環(huán)流化床垃圾焚燒技術具有如下突出優(yōu)勢：1、 能夠有效控制垃圾焚燒過程中有害氣體的產(chǎn)生由于垃圾焚燒溫度可非常均勻的控制在850950之間，NOx生成量非常低。當燃燒溫度1300時NOx才會大量生成。2、 循環(huán)流化床垃圾焚燒技術還可有效抑制二惡英的產(chǎn)生垃圾焚燒二惡英產(chǎn)生條件：(1)、燃燒不穩(wěn)定。(2)、爐膛燃燒溫度不均勻。(3)、燃燒溫度850。(4)、金屬催化。(垃圾焚燒前要對金屬分檢，既可實現(xiàn)資源回收，又可減少二惡英生成條件)循環(huán)流化床穩(wěn)定的燃燒工況和大于850燃燒溫度有效的遏制了二惡英的生成。3、 爐內(nèi)加石灰石可有效脫硫在Ca/S為1:2時，脫硫效率大于85，尾部噴水和石灰粉可有效脫除垃圾燃燒過程中產(chǎn)生的HCl、HF、SO2等有害氣體。4、 燃燒徹底垃圾中有機物可100燒掉，焚燒后垃圾可減量70，減容90以上，灰渣無臭味，可直接填埋，也可用于生產(chǎn)地面磚。(垃圾焚燒產(chǎn)生的細灰中含有Hg、Cr等重金屬，不宜用作水泥填料和建筑用磚)5、 焚燒產(chǎn)生的熱能可用于供熱、生產(chǎn)蒸汽、發(fā)電等。6、 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐無爐排等轉動部件，設備故障少，維修工作量小，設備投資低。北京市海淀區(qū)上莊200噸/日循環(huán)流化床垃圾綜合焚燒廠是由中科院工程熱物理研究所、北京通用能源動力公司出資和北京市海淀區(qū)環(huán)衛(wèi)局共同興建的國內(nèi)首座循環(huán)流化床垃圾焚燒試驗廠，是中科院重點項目的主體工程。廠區(qū)主要包括垃圾預處理部分、垃圾焚燒車間、尾氣凈化部分和循環(huán)冷卻水部分。按照系統(tǒng)功能分，可分為：垃圾予處理系統(tǒng)、垃圾進料系統(tǒng)、焚燒爐本體系統(tǒng)、尾氣凈化除塵系統(tǒng)、管網(wǎng)及熱能轉換系統(tǒng)、輸配電系統(tǒng)及電器控制系統(tǒng)、儀表及計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、灰處理系統(tǒng)。垃圾在焚燒前需先經(jīng)過垃圾預處理系統(tǒng)的處理，垃圾預處理的目的是盡量將垃圾中的可回收有用東西先行回收，如金屬、腐植質及垃圾中的不可然物如磚瓦、混凝土等，這樣可減少垃圾焚燒量，節(jié)約能源，提高垃圾焚燒爐的燃燒穩(wěn)定性，減少有害氣體的排放。其中腐植質可用于堆肥，金屬可回收利用，磚瓦、砂石等可直接添埋或造磚。篩分后的垃圾進入垃圾倉后，經(jīng)過翻倒、瀝水處理后，由垃圾抓斗抓入儲料斗，進入儲料斗的垃圾量會由電子稱自動計量并累計重量。垃圾倉的儲量可供焚燒爐燃燒4天，垃圾倉下部有自動排水系統(tǒng)，因為垃圾在垃圾倉里停留時間長，垃圾熱值會因水份降低而提高，利于垃圾充分燃燼。進入循環(huán)流化床垃圾焚燒爐內(nèi)的垃圾在爐內(nèi)高溫氣流和介質的強烈摻混下發(fā)生了劇烈的氧化反應，有害物質和可燃物得到徹底分解和充分燃燒。進入爐內(nèi)的垃圾燃燒產(chǎn)物會由水冷滾筒式出渣機排出爐外。循環(huán)流化床垃圾焚燒爐是以石英沙為介質在爐內(nèi)進行循環(huán)，在排渣的過程中會有大量高溫石英沙被排除爐外，如果這些石英沙不被有效回收，爐內(nèi)物料將無法平衡，會造成燃燒不穩(wěn)定和熄火。水冷滾筒式出渣機除具備冷卻爐渣連續(xù)穩(wěn)定排渣的作用外，還具備粗細顆粒篩分功能，它可將爐渣中的石英沙（40%。2、 技術成熟可靠程度：(1)、設備運行可靠，故障點少。循環(huán)流化床垃圾焚燒發(fā)電鍋爐與馬丁爐排、回轉窯垃圾焚燒設備比較，焚燒爐本體無爐排或其它轉動設備，物料循環(huán)靠氣流輸送，設備故障少，爐本體無機械維修量，根據(jù)北京上莊焚燒爐近兩年的運行情況，爐本體未作修理。(2)、設備抗腐蝕能力強由于采取了外置式換熱器技術，高溫過熱器置于外置式換熱器中（換熱器中HCL含量500ppm)，過熱器壽命可與常規(guī)循環(huán)流化床燃煤鍋爐相同，蒸汽溫度可提高到450，發(fā)電設備可采用常規(guī)設備，發(fā)電效率比馬丁爐排、回轉窯（過熱蒸汽溫度400）等高35。，過熱器壽命長23倍，是非常可靠的垃圾焚燒發(fā)電設備。(3)、常規(guī)技術設計的可靠性循環(huán)流化床垃圾焚燒發(fā)電鍋爐除垃圾給料、排渣、過熱器布置與常規(guī)循環(huán)流化床燃煤鍋爐相比有所調整，其余技術均相同，是循環(huán)流化床燃燒技術用于焚燒城市固體廢棄物的成功范例，本項技術獲得國家實用新型專利。(4)、設備加工的可靠性循環(huán)流化床垃圾焚燒發(fā)電鍋爐可完全由國內(nèi)鍋爐廠生產(chǎn)，無需特殊材料和工裝，同已運行的數(shù)百臺燃煤循環(huán)流化床發(fā)電鍋爐加工要求相同，無設備加工制造質量風險。3、 市政府的配套政策(1)、解決發(fā)電上網(wǎng)問題。(2)、協(xié)調上網(wǎng)電價。(3)、每噸垃圾給與適當補貼。(4)、將垃圾運抵